Hvad er tilstanden for tipfriktion?

Coulombs lov angiver, at friktionskraften mellem to overflader i kontakt er direkte proportional med normalkraften mellem dem. Derfor vil spidsen af ​​et scanningsondemikroskop kun opleve friktion, når den er i kontakt med overfladen. For at forhindre, at spidsen styrter ned i overfladen, skal normalkraften holdes tilstrækkelig lille. Dette kan opnås ved at bruge en blød udkrager med lav fjederkonstant.

For at beregne den kritiske normalkraft bruger vi følgende formel:

```

F_n ≤ μF_t

```

hvor:

- F_n er normalkraften mellem spidsen og overfladen

- F_t er den tangentielle kraft, der påføres spidsen

- μ er friktionskoefficienten mellem spidsen og overfladen

For et typisk scanningsondemikroskop er friktionskoefficienten mellem 0,2 og 0,5. Hvis vi antager en tangential kraft på 1 nN, vil den kritiske normalkraft være mellem 0,2 nN og 0,5 nN. Dette er en meget lille kraft, og det er nemt for spidsen at styrte ned i overfladen, hvis normalkraften ikke styres ordentligt.

For at undgå at nedbryde spidsen skal scanningsprobemikroskopet betjenes i en kontaktfri eller intermitterende kontakttilstand. I berøringsfri tilstand holdes spidsen et par nanometer over overfladen, og den rører slet ikke overfladen. I intermitterende kontakttilstand bringes spidsen i kontakt med overfladen, men den trækkes straks tilbage, før den kan styrte ind i overfladen.